Ученые заставили раковые клетки самоуничтожаться

МОСКВА, 30 ноя — РИА Новости. Биологи из МГУ и их шведские коллеги выяснили, что раковые клетки можно заставить самоуничтожаться при делении, если ввести в них вещества, связанные с так называемой митотической катастрофой. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

Значительная часть раковых опухолей возникает из-за поломки в гене p53. Он отвечает за синтез белка, который обеспечивает целостность генетической информации, а при серьезных повреждениях ДНК включает механизм самоуничтожения — апоптоз. Поэтому культуры клеток с поврежденным геном p53 крайне сложно уничтожить — в их геноме просто нет программы самоуничтожения.

Существуют и другие механизмы самоуничтожения клеток, например энтоз и митотическая катастрофа. Под последней биологи понимают сложный процесс, который приводит к резкому увеличению размеров клетки, появлению в ней лишних ядер и гибели в тот момент, когда она начинает делиться и при этом имеет серьезные повреждения в ДНК.

Ученые считают митотическую катастрофу одним из защитных механизмов организма, который убивает клетки до того, как они превращаются в раковые новообразования и становятся угрозой для жизни.

Животовский и его коллеги решили выяснить, какую роль играют в этом процессе митохондрии — своеобразные "энергостанции" клетки. Они не только вырабатывают молекулы "энерговалюты" АТФ, но и участвуют в запуске апоптоза. Это натолкнуло биологов на мысль, что митохондрии могут быть задействованы и в митотической катастрофе.

Для проверки этой идеи ученые вырастили культуру раковых клеток прямой кишки и попытались вызвать митотическую катастрофу при помощи двух противораковых лекарств — антибиотика доксирубицина, который продуцируют микробы-стрептомицеты, и алкалоида колцемида, получаемого из цветов-осенников. Оба препарата нарушают работу двух ключевых этапов цикла деления клетки.

Как показали опыты, комбинация этих веществ заставляет примерно 80% раковых клеток самоуничтожиться во время деления. Это позволило биологам детально изучить роль митохондрий в данном процессе, а также то, какие изменения в работе клеток запускают его.

Во-первых, ученые обнаружили, что наступление митотической катастрофы само по себе не приводит к смерти клетки — она самоуничтожается потому, что в ней активируются цепочки генов, связанные с двумя другими типами клеточной смерти, — апоптозом и аутофагией.

Во-вторых, оказалось, что для запуска митотической катастрофы необходимо лишь прекратить доступ кислорода к митохондриям и заставить их выделять два "белка смерти" — Mcl-1 и Bcl-xL. Сейчас Животовский и его команда проверяют несколько соединений, способных вызывать подобную реакцию в раковых клетках и не затрагивать их здоровых соседей.

Если эти эксперименты закончатся удачно, то ученым, вероятно, удастся создать новый класс противораковых препаратов с куда более щадящим эффектом, чем радиация или химиотерапия.

Сколько в человеческом организме клеток, не знает никто. Публикуемые в научных работах шести-, семи-, а то и восьмизначные цифры обозначают лишь приблизительную вероятность, но не реальное количество. Гораздо точнее наука установила разницу между ними - клетки сердца, легких, печени, почек, любых тканей отличаются друг от друга белками, из которых состоят, ферментами, участвующими в их функционировании, генами в их ДНК. И в "чужом" органе они работать не будут. Исключение составляют так называемые стволовые клетки, но не о них сейчас речь.

Но есть одно свойство, присущее всем клеткам, - свойство, за которое ученый с мировым именем академик РАН Владимир Скулачев образно назвал их камикадзе, - готовность в любой момент прибегнуть к "самоубийству" - запрограммированной клеточной смерти, называемой апоптозом. Название придумал древнеримский врач Гален, наблюдая осенний сброс листвы деревьями, - тоже своего рода суицид. К апоптозу клетка прибегает тогда, когда что-то в ней непоправимо сломалось и ее дальнейшее существование может навредить организму. Подчеркиваю: только может навредить, до настоящего вреда дело не доходит, поскольку тут же поступает приказ на уничтожение и запускается система умерщвления. Вот так клетки бросаются на амбразуру - все, кроме раковых.

Раковые будто пришли с другой планеты. В отличие от остальных они безудержно размножаются, пожирая ткани вокруг себя и образуя опухоль, растущую как лавина. И обладают поразительной способностью к выживанию, вот почему так трудно остановить их рост, а еще труднее вообще уничтожить. В отличие от остальных клеток, срок жизни которых исчисляется днями или неделями, раковые умирают вместе с "хозяином", в теле которого поселились и которого сами же убили. В некоторых лабораториях мира они живут в колбах уже более ста лет и чувствуют себя превосходно. И до недавнего времени считалось, что к добровольному уходу из жизни они неспособны. Российские и американские исследователи доказали, что это мнение ошибочно.

- Апоптоз, самоубийство клеток происходит по сложной, четко отработанной технологии, - рассказывает руководитель российской группы исследователей, лауреат Ленинской премии Михаил Ханин, профессор Центра теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН. - В каждой клетке затаились и ждут своего часа особые ферменты, их называют каспазами. Это - палачи, непосредственные исполнители смертной казни. А сигнал к исполнению дают специальные рецепторы на клеточной мембране, зорко следящие за состоянием своей клетки, за ее взаимодействием с окружающими тканями и точно отмечающие момент, когда она может стать опасной для организма. Специалисты называют их жутковато - "рецепторы смерти". Отданный ими сигнал запускает длинную цепь биохимических реакций, в результате которых мирно "спящие" каспазы превращаются вдруг в бешеных убийц, уничтожающих цитоплазму, ядро и наконец сам геном клетки. Она сморщивается, уменьшает объем, после чего ее съедают окружающие здоровые клетки, используя ее ткани в своем развитии. Так сказать, своего рода безотходная технология.

Уже 30 лет биологи интенсивно изучают механизм апоптоза. И довольно далеко продвинулись в этой работе. Главное, выяснили, как запускается в действие огромная, многоэтапная цепочка биохимических реакций, несущая роковой приказ клетке на самоуничтожение, где одни белки и ферменты передают эстафету другим, на определенных этапах к ним примыкают третьи, четвертые, пятые и еще другие, которые вроде бы и не имеют прямого отношения к поставленной задаче, но без их присутствия приказ до цели не дойдет. Более того, исследователи научились сами запускать цепную реакцию апоптоза, провоцируя "рецепторы смерти" давать сигнал на уничтожение, и вполне работоспособные клетки послушно кончают самоубийством. Теперь остался последний шаг: от обычных клеток перейти к раковым.

Заставить раковую клетку покончить с собой. На первый взгляд - задача из области фантастики. Ведь цель этих клеток не оберегать организм, в котором они живут, а, наоборот, уничтожать окружающие ткани, пожирая их и перерабатывая в собственные белки, чтобы питать ими постоянно растущую опухоль. Так что, логически рассуждая с позиций здравого смысла, у раковых клеток вовсе не должно быть механизма апоптоза, а если он почему-то есть, то должен быть просто неработоспособным. Вот таким предположением поделился я со своим собеседником, чем вызвал у него откровенную усмешку.

- Неблагодарное это занятие - пытаться разгадать загадки природы, опираясь на обывательскую логику здравого смысла, - сказал Михаил Ханин. - Природа мыслит другими категориями, учитывая в своих решениях множество факторов, которые, на наш взгляд, никакого отношения к данной проблеме не имеют. Вот так и с раковыми клетками. Казалось бы, зачем им апоптоз, если их предназначение разрушать организм, а не оберегать его? Тем не менее в каждой раковой клетке, как и в любой другой, есть механизм самоуничтожения. И он безотказно срабатывает, если суметь его запустить.

В последней фразе - суть проблемы. Раковые клетки - отнюдь не сестры-близнецы, у каждого вида рака они свои. И по-разному противостоят попыткам запустить механизм апоптоза. Большинство клеток бешено сопротивляются, другие поддаются команде на уничтожение так же, как и обычные клетки, а третьи даже легче. Вот почему медицина достигла определенных успехов в лечении онкологических заболеваний. Некоторые болезни подчас излечиваются полностью, развитие других сильно замедляется. Сегодня медики считают, что все виды рака можно излечить апоптозом, тем более что механизмы его запуска давно освоены. Это, в частности, всем известные - радиационное облучение и химические токсичные вещества, которые не просто сами разрушают раковые клетки, как считалось раньше, а заставляют "рецепторы смерти" дать роковой сигнал. И чем раньше обнаружены скопления раковых клеток, начавших превращаться в опухоль, тем меньше их живучесть, тем слабее сопротивление сигналу на смерть. Есть и другие способы запуска апоптоза, только вот беда: ни один из них не дает стопроцентного эффекта. Один и тот же рак на одной и той же стадии у одного больного иногда излечивается полностью, у второго просто прекращается рост опухоли, а у третьего он лишь слегка замедляется. К тому же при одном запуске апоптоза результаты одни, при другом у того же вида рака бывают совсем другие. Поэтому не всегда можно предсказать заранее, что лучше поможет данному больному: облучение или химиотерапия? Почему же так происходит? А дело в том, что для науки до сих пор остается "черной дырой" средний этап апоптоза - процессы, происходящие между подачей сигнала на смерть и до разрушения клетки.

- Задача медицины - подавить сопротивление раковых клеток сигналу саморазрушения,- говорит Михаил Александрович,- добиться его неукоснительного выполнения. На это и направлена наша работа совместно с американскими коллегами из клиники Мейо в городе Рочестер (штат Миннесота), которой руководит выдающийся исследователь апоптоза, доктор философии и медицины, профессор Скотт Гарольд Кауфманн. И решаем мы эту проблему с двух разных сторон, соединив, казалось бы, далекие друг от друга вещи - биохимию и математику.

Надо думать, природе пришлось немало потрудиться, чтобы решить головоломную задачу - как изменить главное свойство обычной клетки при перерождении ее в раковую, не изменяя ее строения. Ведь механизм апоптоза никуда не выбросишь, он остается в клетке, задачи которой теперь кардинально меняются: не оберегать организм, а разрушать его. И апоптоз должен не мешать этому процессу, но тем не менее быть готовым и к разрушению самой клетки на случай, так сказать, непредвиденных ситуаций. Природа решила эту задачу, сделав раковый апоптоз сложнейшей нелинейной системой, в которой участвует огромное количество белков, где одни способствуют самоубийству клеток, другие не мешают, а третьи препятствуют. И во всей этой запутанной паутине различных биохимических процессов скрывается некий единственный процесс, который и приводит к окончательному результату - смерти клетки. Природе он известен, и она им иногда пользуется: иначе чем объяснить редкие случаи самоизлечения рака, ставящие медиков в тупик? Науке же пока известно, что этот процесс существует и у каждого вида рака он свой. Его и необходимо вычленить, выявить участвующие в нем белки, определить влияние каждого из них на общую динамику системы. Более того, необходимо определить скорость каждой из десятков и сотен биохимических реакций, входящих в систему апоптоза данного вида рака, без чего невозможно научиться управлять этим процессом. По сравнению со всей этой работой поиски пресловутой иголки в стоге сена - задачка для первоклассников. И исследования американских биохимиков грозили затянуться на десятки лет, если бы к ним не пришли на помощь российские математики.

- В последние годы математические и компьютерные модели занимают все большее место в биологических лабораториях, показав себя весьма эффективным методом исследования динамики сложных биохимических систем, - отмечает профессор Ханин. - А если говорить просто, то все, что биохимики создают в своих колбах и на что у них уходят недели и месяцы, а бывает, и годы, мы воспроизводим на экране компьютера, за считаные минуты проигрывая вариант за вариантом.

Конечно, это сказано слишком просто. На деле же идет сложнейшая работа - скрупулезный перебор на компьютерных моделях всех биохимических реакций, входящих в систему апоптоза, и их сочетаний. Определение их скоростей и других параметров, сверка полученных данных с теми, что успели получить коллеги за океаном - если сошлось, значит, правильно. Вот так белок за белком определяется одна из возможных цепочек от "рецепторов смерти" до раковых клеток. Но как определить, та ли это цепочка, по которой приказ на смерть дойдет до адресата, не потеряв силы, и разбудит "спящих" каспаз, заставив их приступить к своей палаческой работе? Или в нее попали белки лишние, не поддерживающие приказа, а то и препятствующие ему? Поэтому полученные варианты тестируются великим принципом оптимальности, которым руководствуется природа, создавая все свои творения. Он гласит, что все, что делается, должно происходить с минимальными затратами времени и энергии. Поэтому исследователи четко знают, что им надо искать, - цепочку биохимических реакций, содержащую минимальное количество белков, по которой сигнал на смерть доходит до палачей-каспаз за минимальное время и с минимальными потерями энергии. А вот получение этих данных позволит медикам создать систему управления механизмом апоптоза, действующую при лечении больных с максимальной эффективностью.

Эксперименты на человеческих клетках рака толстой кишки и лимфомы, внедренных в организм грызунов, обнаружили, что подавление специфического белка, который питает опухоли, убивает рак.

В настоящее время ученые располагают готовыми лекарственными препаратами, блокирующими данную субстанцию под названием ATF4.

Результаты нового исследования позволяют надеяться на скорое появление революционной противоопухолевой терапии, избирательно действующей на раковые клетки.

Миллион клеток нашего организма каждый день совершают самоубийство, чтобы защитить человеческий организм от появления потенциально опасных единиц. Клетки рака, с другой стороны, игнорируют контроль со стороны иммунной системы.

Ученые годами пытались подавить активность гена MYC, который в случае онкогенных мутаций стимулирует пролиферацию опухолевых клеток и отвечает за распространение болезни.

Профессор Куменис и его коллеги из Пенсильванского университета (США) обнаружили, что ATF4 контролирует особый химический путь, работающий в тандеме с геном. Они утверждают, что если он остановится, раковые клетки вырабатывают много белка и погибают.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Cell Biology, могут открыть путь к новому подходу в лечении рака. Препараты-ингибиторы, которые останавливают биосинтез ATF4 (активирующий фактор транскрипции 4), уже существуют на фармацевтическом рынке. Они изучаются при множестве заболеваний, включая болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Как запустить самоуничтожение рака?

Нормальные варианты MYC контролируют рост здоровых клеток и выполняют физиологическую функцию. Однако мутантные гены MYC становятся проблемой – они вызывают цепную реакцию, которая помогает опухолям развиваться и распространяться.

В настоящее время не существует конкретного способа нацеливания на этот ген, поэтому все больше внимания уделяется альтернативным способам косвенного влияния на процесс. Команда профессора Кумениса установила, что в некоторых опухолях ATF4 активируется особым ферментом, известным как трансмембранная протеинкиназа PERK.

Однако блокировать этот белок не всегда удается, потому что MYC фактически контролирует второй фермент GCN2, который может действовать параллельно, что делает PERK ненужным.

Альтернативный подход ученых заключается в том, чтобы воздействовать на сам ATF4 – единственную точку, где сходятся оба этих сигнальных пути. По словам Кумениса, это дает опухолевым клеткам минимальные шансы на выживание и процветание.

Ученые также выяснили, что белок ATF4 активирует гены, используемые MYC для клеточного роста, а также контролирует скорость продукции специфических белков под названием 4E-BP.

В опухолях человека, связанных с мутацией MYC, экспрессия ATF4 и 4E-BP также была повышена. Профессор Куменис называет это свидетельством того, что уникальный подход окажется успешным в клинической практике.

По оценкам Международного агентства по исследованию рака, 18 миллионов человек в год заболевают раком, а около 10 миллионов человек ежегодно умирает от онкологии.

Исследователи по всему миру постоянно ищут лучшее лечение рака, но полная победа ещё далека.

Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик

Найдены крошечные помощники, позволяющие бороться с раковыми клетками. По сути, они доводят их до самоубийства, не вредя при этом нормальным клеткам вокруг.
Иллюстрация Global Look Press.

Исследовательская группа из Северо-Западного университета обнаружила, что определённые небольшие молекулы РНК (прозванные создателями "молекулами-убийцами") способны запускать механизм, заставляющий эту самую клетку самоуничтожаться. Специалисты считают, что подобный механизм скрыт в абсолютно каждой клетке. А значит, потенциально можно заставить самоликвидироваться любую клетку организма, в том числе раковую.

Соответственно, открытый механизм (точнее молекулы-убийцы, лежащие в его основе) может стать новой формой лечения рака, что уже удалось показать на грызунах.

Особый тип молекул РНК, на которые обратили своё внимание специалисты Северо-Западного университета, используется в качестве инструмента для изучения функции генов. Введение этих молекул в клетку приводит к подавлению экспрессии нужных генов. "Выключение" же генов позволяет учёным определить, для чего они нужны организму.

Теперь же стало ясно, что такие молекулы РНК также запускают работу скрытых механизмов, имеющихся в каждой клетке, которые принуждают её "совершать самоубийство". Причём, как сообщают в пресс-релизе американские учёные, происходит это сразу несколькими путями, как если бы клетка одновременно падала с большой высоты, нанося себе одной рукой удары ножом, а второй стреляя из пистолета.

Ведущий автор исследования Маркус Петер (Marcus Peter) и его исследовательская группа обнаружили последовательности в геноме человека, которые при преобразовании в небольшие двуспиральные молекулы РНК могут влиять на "древний выключатель механизма самоубийства" в клетках. Согласно мнению авторов исследования, этот древний механизм может предотвращать развитие рака.

Специалисты на протяжении восьми лет занимались поиском фантомных молекул, способных на подвиг, описанный выше.

"Мы думаем, что именно так многоклеточные организмы уничтожали рак до развития адаптивной иммунной системы, которой примерно 500 миллионов лет, — говорит Петер. – Это может быть безопасным механизмом, заставляющим клетки самоликвидироваться. Мы верим, что он есть в каждой клетке и защищает нас от рака".

По его словам, с тех самых пор как жизнь стала многоклеточной, ей пришлось заниматься профилактикой заболеваний и борьбой со злокачественными опухолями. "По этой причине природа должна была разработать безотказный механизм для предотвращения развития рака или борьбы с ним. Иначе нас бы здесь просто не было", — рассуждает учёный.

С этих рассуждений и начались поиски молекул, способных уничтожать сбившиеся с пути клетки рака. И исследователям удалось обнаружить их при тестировании класса молекул РНК, называемых малыми интерферирующими РНК (миРНК). Специалисты используют их для "выключения" генов (а точнее подавления их экспрессии, то есть отключения механизма преобразования генетического кода в работающие белки).

В ходе нового исследования выяснилось, что большое количество этих миРНК, не просто "выключали" гены. Они также убивали все раковые клетки.

Учёные выяснили, что они действовали как высококвалифицированные суперубийцы. Они уничтожали клетки, отключая гены, необходимые клеткам для выживания. Таким образом миРНК как бы активирует сразу несколько способов самоубийства клетки.

Петер назвал механизм, инициируемый молекулами-убийцами, "Смерть, вызванная уничтожением генов, отвечающих за выживание" (DISE).

Активация DISE в организмах, больных раком, может помочь им избавиться от раковых клеток. Каким образом учёные намерены активировать такой механизм, пока не уточняется, но у исследователей есть доказательства, что такая форма уничтожения раковых клеток минимально влияет на нормальные клетки.

И для того чтобы проверить лечение в действие, Петер и его коллеги доставили молекулы-убийцы посредством наночастиц в организм мышей. На грызунах был смоделирован человеческий рак яичников. У обработанных животных наблюдалось уменьшение размеров опухоли без каких-либо токсических эффектов.

Важно отметить, что опухоли не развивали устойчивость к этому виду лечения рака. А значит, он будет работать снова и снова. В настоящее время специалисты улучшают методику с целью повышения её эффективности.

Исследование, посвящённую изучению древнейшего механизма, защищающего многоклеточные организмы от рака, опубликовано 24 октября в научном издании eLife. Две другие работы, проведённые также под руководством Петера и описывающие открытие молекул-убийц и их мощнейшее воздействие на рак мышей, будут представлены в издании Oncotarget и Cell Cycle.

Как клеточный суицид помогает против рака и старости

Даже в организме молодых людей есть старые и поврежденные клетки, которые ускоряют процессы старения и могут способствовать развитию заболеваний, в том числе онкологических. Созданная голландскими учеными молекула способна избирательно уничтожать такие клетки. Эксперименты показали, что это производит омолаживающий эффект на мышей, предстоят испытания на людях.

Материалы по теме

С возрастом в тканях человека все больше доля постаревших клеток, нарушающих нормальное функционирование таких внутренних органов, как сердце, поджелудочная железа, кровеносные сосуды. Эти клетки могут переродиться в злокачественные, кроме того, они способствуют формированию в организме стойкого провоспалительного состояния — старческого секреторного фенотипа (senescence associated secretory phenotype — SASP). В этом состоянии выделяются различные растворимые вещества, вызывающие воспаление.

Одна из причин накопления постаревших клеток — включение генов, поддерживающих их существование. Исследователи выводили генетически модифицированных мышей, в которых активность нежелательной ДНК была подавлена. Организм активнее избавлялся от дефектных клеток, снижалось количество бляшек в артериях, и мыши жили дольше. Однако подобные генетические эксперименты нельзя проводить на людях.

Вместо этого ученые ищут вещества, помогающие организму избавляться от плохих клеток. Так, c участием людей, страдающих заболеванием почек, были проведены клинические испытания препаратов, называемых сенолитиками. Эти препараты не только уничтожают постаревшие клетки, но и запускают механизмы регенерации, способствующие заполнению образовавшегося пространства новыми клетками. Таким образом происходит омоложение ткани. Некоторые сенолитики делают еще одно доброе дело — уничтожают онкогенные клетки.

Проблема в том, что большинство сенолитиков довольно токсичны и могут вызывать такие побочные эффекты, как снижение количества тромбоцитов — клеток крови, отвечающих за ее свертываемость.

Цитолог Петер де Кайзер (Peter de Keizer) из Медицинского центра университета Эрасмуса в Нидерландах и его коллеги разработали новую стратегию уничтожения дефектных клеток. В стареющих клетках активируется защитный белок p53, который, как было показано ранее, контролирует процессы апоптоза (контролируемой клеточной смерти) и старения. Однако, как обнаружили исследователи, другой белок FOXO4 соединяется с p53 и блокирует его. Поэтому биологи создали пептид FOXO4-DRI, несущий в себе ту часть FOXO4, что связывается с защитным белком. В чашке Петри эта молекула не позволяет FOXO4 и p53 контактировать друг с другом, и p53 провоцирует самоубийство стареющих клеток. Здоровые клетки остаются в безопасности.

Ученые ввели разработанный ими препарат мышам-мутантам, старевшим гораздо быстрее и жившим в два раза меньше, чем обычные грызуны. Уже через несколько месяцев после рождения они становятся вялыми, шерсть начинает выпадать, плохо работают почки. Синтезированный пептид повысил плотность шерсти и физическую активность грызунов, инициировал восстановление почек. FOXO4-DRI также проверили на обычных старых мышах, и результат был похожим.

Другие специалисты (например, Джеймс Киркланд из клиники Майо в США) предупреждают, что у разработанного препарата есть ограничения. Так, попадая в желудочно-кишечный тракт, молекула расщепляется, поэтому ее можно принимать только как ингаляционное средство или вводить внутривенно.

Хотя препарат не уменьшал количество тромбоцитов у мышей, уничтожение большого числа стареющих клеток все-таки может вызвать потенциально опасные осложнения, особенно у больных раком пациентов. Кроме того, дефектные клетки участвуют в заживлении тканей, и их исчезновение отрицательно скажется на способности к регенерации. Поэтому исследователи не торопятся с внедрением своей разработки в медицинскую практику. Пока они хотят проверить, убивает ли молекула раковые клетки, выделенные, например, из глиобластомы. Если эффективность и безопасность препарата подтвердится, то ученые, вероятно, приступят к клиническим испытаниям.

Молекулярные биологи из университета Шэньчжэня (Китай) смогли практически вылечить от рака мышей с помощью геномного редактора CRISPR/Cas9. Перепрограммированные с его помощью клетки реагировали на появление злокачественной опухоли и активировали 'белки-стражи', заставляющие новообразования самоуничтожаться, сообщает портал EurekAlert.

Как они это сделали. Раковые опухоли тем и характерны, что в них механизмы самоуничтожения(апаптоза) сломались! В большинстве раковых опухолей нет митохондрий, а без них половина путей апаптоза не работает!

Поискал оригинал статьи - и ничего не нашел.

почитал про метод - штука свежайшая, 2006 года придумки, 2012 - начало применения. Пардон что википедия. Основное применение - инактивация гена ( или его инактивирующего/активирующего кодона), путем вставки в его середину сбойного фрагмента. то бишь какую нибудь гемофилию так вырубить можно ( кстати, вилами на воде писано, так как ДНК упаковано в гистоны, и пока не развернется, хрен ты его найдешь). Интересно, что эту хрень в клетку доставляют плазмиды - я то думал за векторы.

Заинтересовало вот что

Последующие два с половиной года происходила разработка методов CRISPR и применение этого метода в различных группах организмов. В апреле 2015 года группа учёных из Китая опубликовала результаты своего исследования, в котором с помощью CRISPR-Cas9 были отредактированы геномы человеческих эмбрионов[14]. Однако, точность редактирования в этом эксперименте была очень низка[14], а сам эксперимент был неоднозначно воспринят научным сообществом[15]. В начале 2016 года учёные из США сообщили, что смогли понизить количество ошибок при работе CRISPR-Cas9 почти до нуля[16]. К настоящему моменту CRISPR считают наиболее важным технологическим новшеством в науках о жизни со времён изобретения полимеразной цепной реакции (ПЦР), открытой тремя десятилетиями ранее[13].

То есть китайцы человеческий генетический материал кроять как хотят, и никто, так сказать, не указ.

Мне кажется - про излечение рака лажа. Нового туда запихнуть низя, только подкрутить синтез белков (причем на уровне все время лепим/вообще отрубаем) или убить какой-то ген (причем не каждый, там нужна определенная последовательность, чтобы ДНК разрезать). то бишь согласно тексту статьи - ежли белок для апоптоза уже поврежден - ничего не выйдет.

Прошу высказывать ваше мнение.

Лечение онкологических заболеваний путем изменения процесса репликации пораженных клеток - единственно верная и эффективная терапия рака. За этим направлением не просто будущее, ему не существует альтернативы.

К сожалению, в ближайшие 20-25 лет не стоит рассчитывать на применение генного редактора в широкой практике, пока это всего лишь многообещающий эксперимент. Но, если человечество доживет до этого, во второй половине 21 века будут полностью побеждены такие заболевания как рак, СПИД, сахарный диабет, а процесс старения человека будет замедлен в несколько раз.

Просто тут подход - поломать, а есть еще подход - починить.
Забыл к сожалению фамилию, кто у нас этим занимается. Они пытались восстановить в раковых опухолях способность к самоуничтожению, доставляя один из белков апаптозной цепочки. В норме они в клетке всегда есть - а в раковых нет.

если и правда они смогли инактивировать ген и отредактировать ген - это релально круто.
буду жлать прорывов в этом направлении

puh14, вы по образованию не генетик случаем?

а про плазмиды - писал еще журнал наука и жизнь в 79году.

а про плазмиды - писал еще журнал наука и жизнь в 79году.

З.Ы.
Товарищи студенты - вода действительно кипит при 100 градусах, а не при 90.
Это я с прямым углом перепутал. (с)

кстати, еще в 79-80 годах доказали - методы генной инженерии - то что работает на прокариотах - не работает на млеопитающих.
поэтому прокариоты и плазмиды которые тогда кинулись изучать генетки всего мира в т.ч. СССР, с целью доставки и передачи исправного куска гена, что работало на простейших - оказалось не работает для высших существ именно из-за этих одинаковых кусков ДНК в назначении кторых тогжа не разобрались.

хорошо, годится.
каковы по вашему мнению перспективы лечения синдрома ретта?

Этим методом - никак. а по хорошему - нужно в отпределенное место запихнуть ДНК большой длины (надо еще и хромосому распаковать, а то не подберешься), плюс внедряемый фрагмент еще должно быть метилирован (может еще есть модификации, это точно не помню) в нужных местах, чтобы сама клетка его не покрошила. Пока - нереально.

То что в сайнс писали про лечение - я так понял, что они сначала на мышах вырубили ген (заблокировали транскрипцию?) - а потом смотрели, что будет если его опять включить. то есть сам ген они не правили.

кстати, еще в 79-80 годах доказали - методы генной инженерии - то что работает на прокариотах - не работает на млеопитающих.
поэтому прокариоты и плазмиды которые тогда кинулись изучать генетки всего мира в т.ч. СССР, с целью доставки и передачи исправного куска гена, что работало на простейших - оказалось не работает для высших существ именно из-за этих одинаковых кусков ДНК в назначении кторых тогжа не разобрались.

Верю вам - у меня на это счет знаний не хватает.
Учился я в конце 90-х, молекулярку нам преподавали полгода, практики не было - дорогое это удовольствие. Честно говоря - сдал и забыл. А вот опухоли и апоптоз с точки зрения механизма, нам преподавали непосредственно те кто этим занимался (практики по ним правда не делали - но лекции были интересные). На тот момент были свежие сведения.

puh14
То что в сайнс писали про лечение - я так понял, что они сначала на мышах вырубили ген (заблокировали транскрипцию?) - а потом смотрели, что будет если его опять включить. то есть сам ген они не правили.

да, с мышками "не честно" играли.
они то были здоровые, из нокаутировали химикатом по белку MeCP2.
так что там жульничали.
тем не менее доказали, что заболевание обратимо

Верю вам - у меня на это счет знаний не хватает.

в любом случае китайцы ведут огромную работу. ведут огромную работу и по генетике.
науичлись искуственно делать шимпанзе-аутитов, правда пока не научились их лечить.

прочитал тут недавно:

Китай намерен добиться 60 важных научно-технических прорывов в период 13-й пятилетки.
От искусственного интеллекта до контроля над смогом - Академия наук Китая обнародовала план достижения 60 важных научно-технических прорывов в период 13-й пятилетки (2016-2020 годы). В план включены проекты, касающиеся восстановления и воссоздания органов человека, контроля над загрязнением воды, изучения образцов, взятых с поверхности Луны, а также разработки наземной системы зондирования Марса.

в любом случае китайцы ведут огромную работу. ведут огромную работу и по генетике.
науичлись искуственно делать шимпанзе-аутитов, правда пока не научились их лечить..

Меня несколько удивило, что они работают с человеческими эмбрионами. Это в мире вроде как. ТАБУ. А то свежи в памяти параллели времен второй мировой. Вопрос этики в общем. Хотя перспективно в целом.

на закусь - это видео меня в свое время весьма впечатлило.Визуализация наших представлений о функционироваии клеток.

вопрос этики снимается очень быстро, когда у вас вдруг есть близкий человек с каким нибудь генетическим заболеванием, которое при должном уровне финансирования и изучения - уже могло бы быть излечимо.

видео видел ранее. это даже не просто клетка - это внутри клетки. это аппарат Гольджи.
там еще рядышком с этим дежит видео как копируется днк.
просто разрыв башки.
после этого я задумываюсь над вопросом: права ли эволюция? эволюции вовсе не зачем создавать такие сложные аппараты и механизмы.
с т.з. эволюции и цели выживания вида - самые живучие - это простейшие.
и почему это вдруг эволюция их хаоса случайным образом под воздействеием непонятно чего вдруг "захотела" создать такой сложный человеческий мозг.
в общем вопросы больше философские

Gladiator
Лечение онкологических заболеваний путем изменения процесса репликации пораженных клеток - единственно верная и эффективная терапия рака. За этим направлением не просто будущее, ему не существует альтернативы.

на что тогда медики будут себе квартиры и машины покупать?

Спрошу у педиатора моей дочки, какую бентли она предпочитает ;-))

просто посетите онкоцентр на каширке

Но, если человечество доживет до этого, во второй половине 21 века будут полностью побеждены такие заболевания как рак, СПИД, сахарный диабет, а процесс старения человека будет замедлен в несколько раз.

SDR
это вряд ли. на что тогда медики будут себе квартиры и машины покупать?

Gladiator
Лечение онкологических заболеваний путем изменения процесса репликации пораженных клеток - единственно верная и эффективная терапия рака. За этим направлением не просто будущее, ему не существует альтернативы.

Всегда интересовал вопрос: Как ведет себя имунная система здорового человека на помещенные в организм раковые клетки? Вроде бы ведь должны быть механизмы подавления с этой стороны?

Например, так- начинают исчезать факторы гистосовместимости на поверхности клеток опухоли, приползают T-киллеры и начинают поливать все активными формами кислорода (попытка изменить параметры мембраны, после которых клетка не жилец) и TNF(фактор некроза опухоли). Этот фактор должен запустить через g-белок каскад реакций, приводящий к выходу цитохрома C из митохондрий. Цитохром объединившись с еще двумя белками создает комплекс, который крошит ДНК клетки мишени в мелкий винигрет.

Любое повреждение этой цепочки (это только одна - есть еще пачка, но и они ломаются) приводит к бессмертию опухоли. Сама она теперь не помрет. Плохо тут то, что опухоли обычно лишены митохондрий, и могут использовать для получения энергии только гликолиз (6 молекул АТФ на 1 глюкозу при гликолизе против 36 при использовании митохондрий и кислорода). Это, плюс экспоненциальное размножение оставляет организм без энергии.

Многие опухоли синтезируют цитокины, которые заставляют иммунную систему не замечать опухоль, а то и помогать ей.

Происходит активация имунного ответа. В зависимости от объема инвазии будет и выраженность клиники. Для каждого типа опухоли и индивидуальных особенностей иммкнитета существует своя инфицирующая доза после которой опухоль успешно приживается. Если эта доза не превышена введные клетки гибнут.

тогда почему не лечат скажем введением в кровь донорских лейкоцитов?

Потому что факторы гистосовместимости другие. Введенные лейкоциты будут считаь что "кругом враги", и вести себя соответственно.

goga312
Для каждого типа опухоли и индивидуальных особенностей иммкнитета существует своя инфицирующая доза после которой опухоль успешно приживается.

В практике мы видим большую агрессивность мало-диференциированных опухолей, что по мимо их врожденной склонности к более быстрому делению подразумевает и большую узнаваемость как "свой". Тем самым иммунитет на молодые опухоли реагирует не всеми звеньями и менее интенсивно.

Часто онко клетка атакуется только после прохождения определенной диференциации, на периферии опухоли. Тоесть когда ее окончательно перестают воспринимать как свою.

Ну и конечно все эти измышления частенько не попадают под ту или иную картину.

Мне интересно как работают генетические часы?
Теория о фиксированном количестве делений вроде не совсем подтверждена фактами.
Чо за механизм в этих часах?

Над спросить у своего учителя физики Аршела Шаевича Гринберга, уж он точно знает почему их люди идут в часовщики.

ryzhov
Мне интересно как работают генетические часы?
Теория о фиксированном количестве делений вроде не совсем подтверждена фактами.
Чо за механизм в этих часах?

Как таковых биологических часов в клетке нет. Нет какого-то одного устройства которое содержит запрограмированное количество делений. Клетка уходит в апоптоз при наличии определенного количества повреждений. Просто статистически наблюдается летальный уровень повреждений при определенном количестве делений.

goga312
Просто статистически наблюдается летальный уровень повреждений при определенном количестве делений.

кстати, ребята выше не упоминали о функциональных-софтовых генах. Тех которые включают-выключает гены синтезирующие белок. Тут в Праге один биолог (русский по происхождению, фамилию с наскоку не вспомню) утверждает, что софтовый ген может распологаться даже не в одной хромосоме с активируемым "хардовым" геном.

puh14
Потому что факторы гистосовместимости другие. Введенные лейкоциты будут считаь что "кругом враги", и вести себя соответственно.

пересаживают ведь костный мозг, следовательно бывают люди имунно достаточно совместимые.

Я думал, что срабатывает предел Хейфлика.

пересаживают ведь костный мозг, следовательно бывают люди имунно достаточно совместимые.

Ломачинского почитайте, про химеру. Там неплохо описано.

А по факту - при пересадке органов надо проводить подавление иммунитета. А циклоспорин а стоит дофига. 100 баксов в день отдавать минимум - ничо так.

По моим представлениям делать это придется до конца жизни - но говорят что через некоторое время уже не надо. Не понимаю почему.

пересаживают ведь костный мозг, следовательно бывают люди имунно достаточно совместимые.

Пересадка костного мозга производится после полного подавления собственного иммунного ответа.

понятно, ну а локально чужие лейкоциты в опухоль ввести нельзя?

unname22
понятно, ну а локально чужие лейкоциты в опухоль ввести нельзя?

Опухоль не изолированна от организма, нет никакой принципиальной разницы куда вводить, все равно растащит по всему телу.

понятно, ну а локально чужие лейкоциты в опухоль ввести нельзя?

И что это даст? Их свои лейкоциты тут же замочат.

Мало того. Лейкоцит должен быть активирован на конкретный антиген настройкой. Только макрофаг заточен на моментальную реакцию килера. Да и то с чужую клетку он кушает после попытки присоедениться к ее гистоактивным замкам. Свою онко клетку он примет за обычную. Для пожирания оной ему нужны будут маркеры в виде маяков антител на ней. Все остальные факторы иммунитета требуют дальнейшей цепи активации системы вне зоны конфликта.

unname22
Я думал, что срабатывает предел Хейфлика.

puh14
По моим представлениям делать это придется до конца жизни - но говорят что через некоторое время уже не надо. Не понимаю почему.

доза преднизалона в 5 мг\сутки нормально давит иммунитет при правильно подобранной совместимости. Все остальное от отсутствия соответсвующих анализов для определения совместимости, невозможность или желания найти другого донора или эстрености ситуации.
Пожизненно это да, но не такими жертвами.

Ясно, не все так печально как я думал.

з.ы. Может имеет смысл выделить свои стволовые и заморозить, пока еще относительно молодой? Вроде из жировых клето выделяют. Не придется детишку напрягать, если не дай бог что - да и лекарств поменьше надо.

puh14
Может имеет смысл выделить свои стволовые и заморозить, пока еще относительно молодой? Вроде из жировых клето выделяют.

Есть смысл не только ради волос. В жировой их с гулькин нос, из них процентов 80 заморозку не переживут. На этом кладбище отыскать пригодные для клонирования органов не так легко, да и будут ли они там после российских морозов. Им нужен мягкий и стабильный швейцарский климат.

Ну с паршивой овцы - хоть шерсти клок.

А откуда еще окромя жировой у взрослых берут? И если в курсе цен - поделитесь плиз.

puh14
з.ы. Может имеет смысл выделить свои стволовые и заморозить, пока еще относительно молодой? Вроде из жировых клето выделяют. Не придется детишку напрягать, если не дай бог что - да и лекарств поменьше надо.

Для этого сохраняют материалы плаценты при рождении ребенка. В странах с развитой медициной - стандартное предложение в роддомах.

Для детишек ясно, уже сделано. А взрослым как быть?

puh14
Для детишек ясно, уже сделано. А взрослым как быть?

Подходит при одновременном подавлении иммунитета - а для своих этого делать не надо. Смысл именно в своих. Так есть ли способы выделения стволовых клеток из взрослых?

puh14
Подходит при одновременном подавлении иммунитета

Читайте также: